БИОФИЗИКА, 2023, том 68, № 5, с. 1088-1102

ДИСКУССИИ

УДК 577.3

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ.

МЕХАНИЗМ ИХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН,

ул. Институтская, 3, Пущино Московской области, 142290, Россия

^#E-mail: ivanitsky@iteb.ru

Поступила в редакцию 03.07.2023 г.

После доработки 20.09.2023 г.

Принята к публикации 20.09.2023 г.

Показано, что для объяснения полетов во сне нет необходимости прибегать к экзотерическим ги-

потезам. С позиций биофизики феномен «полета во сне» основан на уже изученных адаптационных

механизмах и суточных ритмах организма человека. Во время сна пороги возбуждения мозга изме-

няются, что облегчает в некоторых его областях возбуждение слабыми сигналами. Рассмотрен один

из механизмов такого возбуждения при изменении позы человеком во время сна, воспринимаемый

мозгом в быстрой фазе сна как уменьшение веса тела. Это при определенных условиях может спо-

собствовать в мозгу возникновению иллюзии полета.

Ключевые слова: самоорганизующаяся устойчивость биосистем далеких от равновесия, циркадные

ритмы организма, чередование фаз сна со сновидениями и без них, понижение порогов возбуждения мозга

в ночное время.

DOI: 10.31857/S0006302923050307, EDN: NBGZRJ

Нейрофизиологические исследования пока-

Всякому, на первый взгляд, мистическому

зывают, что кора нашего мозга и структуры под-

явлению со временем найдется вполне

корки - это органы, обрабатывающие информа-

земное, биофизическое объяснение

цию, поступившую по рецепторным каналам

извне. С помощью нейронной активности они за

ЦИРКАДНЫЕ РИТМЫ

счет роста дендритных связей формируют

И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

паттерны в нейронных сетях, и создает из них

На протяжении нескольких столетий исследо-

внутри мозга виртуальную модель внешней среды

ватели пытались объяснить: почему в быстрой

[5]. Фронтальная кора мозга и подкорковые

фазе сна у людей иногда возникает ощущение

структуры, прежде всего, гиппокамп и гипотала-

полета. Было выдвинуто много гипотез в попыт-

мус, участвуют распознавании картин внешнего

ках объяснить этот феномен. Можно с уверенно-

мира, выделяют их существенные признаки,

стью утверждать, что все эти гипотезы основаны

обобщают полученную информацию путем ее

на предположениях, экспериментальные доказа-

сжатия, а результат обобщения запоминают. Ра-

тельства которых отсутствуют. Интернет сегодня

бота мозга с этой виртуальной моделью позволяет

засорен спекуляциями на эту тему [1-4]:

обеспечить динамическую устойчивость организ-

• наличием астральной души;

ма в целом [6].

• генетической памяти о далеких предках,

С позиции биофизики феномен «полета во

живших на деревьях и летающих с ветки на ветку

сне» можно объяснить, опираясь при этом на экс-

подобно обезьянам;

периментально изученные циркадные ритмы на-

• проявлением скрытых комплексов человека,

шего организма. Человек, как все живое, - это

т.е. тайных желаний властвовать и подавлять кон-

самоорганизующаяся система, далекая от равно-

курентов;

весия, которая адаптирована к суточным измене-

• попытками выйти за рамки социальных

ниям параметров внешней среды (колебаниям

ограничений и условностей, связанных с возник-

температуры, давления и гравитационного поля

новением сексуальных проблем и т.п.

Земли) [7]. Сегодня механизм появления циркад-

ных ритмов в значительной степени изучен. Бо-

Сокращения: ЭЭГ - электроэнцефалограмма.

лее того, в 2017 г. за открытие молекулярных ме-

1088

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1089

суточного ритма. Внешние условия (например,

длительность дня и ночи) синхронизуют циркад-

ный индивидуальный ритм человека с суточным

24-часовым ритмом внешней среды [9]. Диаграм-

ма суточной активности человека в отсутствие

внешних сигналов показана на рис. 1. Как только

человек оказывается в темноте и изоляции, при-

близительно на 22-е сутки эксперимента его часы

перестают подстраиваться под внешний 24-часо-

вой ритм. При этом выявляется собственный

внутренний циркадный ритм человека, который

немного отличается от 24 часов. Периоды сна (за-

сыпание и пробуждение) приобретают характер

свободного смещения, и каждый день, сдвигаясь,

колеблются [7].

Изучение длительности колебаний ритма в

группе из 157 человек показало, что:

- для всей группы их средняя длительность

Рис. 1. Диаграмма суточной активности здоровых лю-

24.15 ± 0.2 ч (24 ч 9 мин ± 12 мин);

дей, изолированных от внешней среды. Диаграмма

демонстрирует смещение длительности сна-бодр-

- для женщин средняя длительность 24.09 ±

ствования: темные полосы — это сон; светлое поле

между ними — бодрствование. Смещение положение

± 0.2 ч (24 ч 5 мин 12 мин);

на шкале времени суток показаны сплошными лини-

ями. Отклонение от суточного времени внешней сре-

- для мужчин средняя длительность 24.19 ±

ды начинает проявляться, усиливаясь, с 22 суток на-

± 0.2 ч (24 ч 11 мин ± 12 мин).

хождения в бункере [7].

При этом период меньше 24 часов наблюдался

у 35% женщин и у 14% мужчин. Однако не вся

ханизмов, контролирующих циркадный ритм,

длительность сна сопровождается сновидениями.

трем исследователям - Джеффри Холлу (J. Hall),

Исследователи ритмов давно пришли к выводу

Майклу Росбашу (M. Rosbach) и Майклу Янгу

о существенной роли в проявлении суточной рит-

(M. Young) - была присуждена Нобелевская пре-

мики не только нервной системы, но и эндокрин-

мия [8].

ной системы человека, т.е. изменения активности

Циркадные ритмы каждого человека индиви-

синтеза разного набора гормонов в течение суток

дуальны и несколько отличаются от 24-часового (табл. 1)

Таблица 1. Изменение физико-химических параметров организма человека в течение суток

Часы

Показания физиологической и гормональной активности

суток

7.5

Прекращение синтеза гормонов сна, прежде всего мелатонина

Наибольший синтез половых гормонов, прежде всего тестостерона

Наибольшая активность организма

14-15

Повышение реакции организма и координации движений

Наивысший мышечный тонус

18,5

Наивысшее кровяное давление

17-19

Наивысшая температура тела

Начало секреции гормонов сна, прежде всего мелатонина

22.5

Торможение работы кишечника

Максимальный синтез мелатонина

Секреция гормонов роста

Наиболее глубокий медленный сон

2-5

Наиболее низкая температура тела

Увеличение синтеза кортизола - гормона, который образуется в коре надпочечников. Этот гормон

вызывает «стресс», эмоционально и интеллектуально мобилизуя организм на предотвращение чего-

либо (дефицита пищи, финансов и т.п.). Порождает неприятные сны, проигрывая разные опасные

ситуации и повышая энергетическую активность организма. Он связан с начальным этапом

повышения температуры.

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1090

ИВАНИЦКИЙ

Рис. 2. Примеры влияния циркадного ритма на значение физиологических параметров человека: (а) - суточные

изменения порогов чувствительности холодового воздействия; (б) -учет циркадного ритма при измерениях

разбросов, на примере измерения температуры тела [7]; (в) - изменение величины артериального давления и пульса

в течение суток здорового человека в зрелом возрасте.

Итак, интенсивность физиологических функ-

левой чувствительности для холодного стимула

ций колеблется в течении суток. Если мы при из-

[7]. Как видно из графика, самый большой порог

мерениях не учитываем наличие циркадных рит-

приходится на день в 15 часов, а минимальный -

мов, то получим в последовательности замеров

на полночь. В дневное время необходим более

почти хаотическую картину, в которой прослежи-

продолжительный стимул, чтобы человек почув-

ваются лишь верхние и нижние пределы. Напри-

ствовал воздействие.

мер, во второй половине дня порог болевой чув-

Если температуру тела человека измерять без

ствительности возрастает. В качестве примера на

привязки ко времени суток, то мы получим близ-

графике (рис. 2а) показано изменение порога бо-

кое к нормальному распределение значений тем-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1091

ператур (верхний график на рис. 2б). Если учиты-

в быстрой фазе сна для возбуждения мозга доста-

вать в процессе измерения фазу циркадного рит-

точны слабые стимулы. Слабый внешний раздра-

ма, то значения температур расположатся в

житель может вызвать сильные последствия. Он

рамках этого ритма (нижний график на рис. 2б).

может спровоцировать возникновение потенциа-

Другой пример: самые низкие величины артери-

ла действия, который в свою очередь спровоци-

ального давления находятся в пределах 3-5 часов

рует перенос медиатора от нейрона к нейрону.

ночи. В предутренние часы начинается подъем

Достаточно возбудить по одному из каналов ре-

артериального давления и увеличение частоты

цепции первичный нейрон сети памяти, а далее

пульса (рис. 2в).

через него возбудится вся сеть ассоциативной па-

мяти (Напомним, что ассоциативное обучение

Следует отметить, что в зрелом возрасте в па-

основывается на образовании связи (ассоциации)

мяти любого человека содержатся картины окру-

между двумя или более стимулами. В этом про-

жающего мира, воспринятые с высоты. Появле-

цессе существенная роль принадлежит гипотала-

ние подобных картин связано с впечатлениями,

мусу.). Если при этом возбуждающий стимул не

полученными ранее, начиная с детского возраста.

прерывается некоторое время, то приходящие

Эти картины человек мог наблюдать, находясь на

потенциалы действия будут продолжать запус-

горе, в кабине самолета, на воздушном шаре, че-

кать воспоминания. Если же сделать паузу в сти-

рез окно небоскреба или на фотографиях и в сю-

жетах кинофильмов. Запомнив эти картины, че-

муляции, то катион Ca²⁺ затормозит возбужде-

ловек может многократно в течение жизни вызы-

ние, сюжет сновидения прервется. При этом че-

вать их из памяти (если они произвели на него

ловек проснется, иногда сожалея (если

сильное впечатление) и во снах воспроизводить

сновидение имело позитивное содержание) о

их, пока к старости эти сюжеты не будут вытесне-

прерванном сне.

ны из его памяти другими, более актуальными

Поскольку вызвать иллюзию полета могут раз-

для его возраста картинами поздних впечатлений

ные рецепторные системы - слух, обоняние, так-

[10, 11]. Как происходит подобный процесс?

тильность, сигналы вестибулярного аппарата, -

В быстрой фазе сна со сновидениями сюжет

далее мы для более детального объяснения этого

подобных картин может быть воспроизведен не

процесса ограничимся лишь одним примером из

только самовозбуждением структур мозга, но и

области осязания - чувством барометрического

спровоцирован внешними стимулами, похожими

изменения. Надеюсь, что из этого примера чита-

на те стимулы, которые в прошлом сопровождали

телю станет ясен общий механизм возникнове-

запоминание этих картин. Такими стимулами

ния иллюзии полета и при других стимулах.

могут быть звук, похожий на рев моторов самоле-

Сосредоточимся на температурной суточной

та; запах травы, похожий для человека на тот за-

ритмике, поскольку она, с нашей точки зрения,

пах, который он воспринимал, находясь на вер-

наиболее полно отражает суточные изменения

шине горы; ощущение сквозняка, напомнившее

энергетики организма, легко регистрируется в

порывы ветра на воздушном шаре; скачок давле-

эксперименте, которые часто определяют позу

ния после остановки скоростного лифте гостини-

сна. Будет показано, что, например, динамика

цы-небоскреба, через окна которого человеку до-

смены позы сна может спровоцировать иллюзию

велось в прошлом видеть заинтересовавшие его

полета во сне. Здесь последовательно будут даны

сюжеты жизни улиц города, наблюдаемые через

ответы на следующие семь вопросов.

окно с верхних этажей и т.д. В основе иллюзии

1. Почему во сне температура тела снижается?

полета во сне лежит совпадение фаз случайного

внешнего раздражителя с фазой понижения по-

2. Почему человек засыпает чаще всего в позе

рога возбуждения систем мозга, содержавших по-

«эмбриона»?

мять о прошлых впечатлениях от картин, наблю-

3. Как меняются фазы сна?

даемых с высоты.

4. Как меняется давление опоры на тело чело-

Во сне все системы человека, включая мозг,

века при изменении позы во сне?

работают с понижением порогов возбуждения.

5. Какова во сне продолжительность сюжетов

Исключение составляет зрение. В сновидениях

сновидения?

канал зрения отключен от внешней среды, по-

6. Как динамика смены поз провоцирует во

скольку глаза закрыты веками. Однако при сно-

сне иллюзию полета?

видениях глазные яблоки под закрытыми веками

двигаются. Через зрительный канал человек в

7. Какова роль зрения и осязания в полетах во

быстрой фазе сна наблюдает картины сюжетов,

сне?

извлекаемые из своей памяти. Наводит порядок в

Надеюсь, что после ответов на эти вопросы,

своей памяти [12].

читателю станет ясно, из чего и как складывается

В силу понижения порогов для возбуждения

механизм, вызывающий виртуальное, т. е. иллю-

сигналов в рецепторных каналах и в мозге ночью,

зорное, чувство полета во сне.

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1092

ИВАНИЦКИЙ

физико-химических показателей организма) - это

генетически зафиксированное естественным от-

бором явление в виде циркадного ритма [9]. Сле-

дуя суточному ритму, наиболее низкая темпера-

тура тела (как показано на этом графике) отмеча-

ется утром, около 5-6 часов, а максимальное

значение достигается вечером в 18-19 часов.

Ритм изменения температуры следует суточному

циклу вращения Земли, т.е. смены дня и

ночи [15].

В ночное время суток биоритмы замедляются,

во сне тело расслабляется и теряет активность.

Сердце сокращается с частотой порядка 1 Гц

(пульсация сердца 60-70 сокращений в минуту),

иногда и с меньшей частотой, а частота дыхания у

Рис. 3. Пример изменения в течение суток температу-

людей в возрасте 25-30 лет - в среднем 16 вдо-

ры тела одного из взрослых мужчины в зрелом воз-

хов/выдохов в минуту, т.е. 0.06 Гц. Во время сна

расте [13.]

температура поверхности человеческого тела у

женщин снижается до 35.7°C, у мужчин - до

35.1°C. Температурные различия между внутрен-

ПОЧЕМУ ВО СНЕ ТЕМПЕРАТУРА ТЕЛА

ними органами могут достигать нескольких деся-

СНИЖАЕТСЯ?

тых градуса. Разброс температуры внутренних ор-

Из экспериментов известно, что средняя тем-

ганов, мышц и кожи может составлять до 5-10°C

пература здорового взрослого человека в состоя-

[16].

нии бодрствования наиболее часто равна в под-

мышечной впадине 36.6°C, внутри тела - око-

ПОЧЕМУ ЧЕЛОВЕК ЗАСЫПАЕТ ЧАЩЕ

ло37°C. Однако в течение суток возникают

ВСЕГО В ПОЗЕ «ЭМБРИОНА»?

отклонения в ту или иную сторону, нормальным

для здорового тела в состоянии средней активно-

В начале XXI века было выяснено в какой позе

сти можно считать температуру под мышкой от

люди проводят большую часть сна. Оказалось,

36.2°C до 37.3°C. Это зависит от индивидуальных

что в изученной выборке людей 54% спят, лежа на

особенностей организма. На температуру влияют

боку, 37% предпочитают лежать на спине, а 7% -

пол и возраст. У девочек температура тела стаби-

лежать на животе [17].

лизируется к 13-14 годам, а у мальчиков - при-

Человек не может спать стоя. Такая поза сна

мерно к 18 годам. Средняя температура тела муж-

возможна лишь в условиях невесомости, напри-

чин примерно на 0.5-0.7°C ниже, чем у женщин.

мер, на космической станции. На Земле верти-

К вечеру температура понижается, к утру повы-

кальное состояние требует постоянной поддерж-

шается. Разница между утренней и вечерней тем-

ки устойчивости тела и является активным про-

пературой достигает 0.5-1.4°C (рис. 3).

цессом. При этом задействованы мышцы ног,

Н. Клейтман (N. Kleitman) в своей известной в

спинной и головной мозг и вестибулярный аппа-

ХХ веке книге «Сон и бодрствование» [14] отме-

рат [18]. В вертикальном положении тела центр

чает: «…влияние сна на снижение температуры те-

тяжести человека лежит на пересечении трех

ла уже давно было предметом дискуссий. Никто не

плоскостей, расположенных под прямым углом

сомневается в том, что ночью температура тела-

друг к другу: сагиттальной, фронтальной и гори-

уменьшается, и легко представить себе, что это

зонтальной. Установлено, что центр тяжести при

результат отдыха в горизонтальном положении

этих пересечениях, как правило, находится на 4-

при расслаблении мышц. Однако тот факт, что

5 см выше поперечной оси тазобедренного суста-

температура начинает снижаться задолго до сна и

ва. В динамике при движениях и наклонах тела

совершает свой обычный суточный цикл, даже если

центр тяжести смещается. Если он выйдет за пре-

человек бодрствует всю ночь, расценивали как ука-

делы вертикальной оси тела, а человек не успеет

зание на то, что сон - не прямая причина низкой

выдвинуть ногу, чтобы вернуть центр тяжести на

ночной температуры».

вертикальную ось тела, то он упадет. Во сне мы-

шечный аппарат расслабляется. Если человек

Клейтман прав, отмечая, что «сон - не прямая

уснет стоя, то при расслабленных мышцах под

причина низкой ночной температуры». Скорее на-

действием гравитационного поля Земли он нач-

оборот, снижение температуры есть причина,

нет оседать и проснется.

провоцирующая человека занять горизонтальное

положение и погрузиться в сон. Суточный ритм

Человек может спать сидя, но это не лучшая

изменения температуры тела человека (как и других

поза для сна. В этом случае туловище имеет опо-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1093

Таблица 2. Площадь поверхности частей тела взрослого человека

Наименование частей тела

Показатель

Диапазон изменения суммарной площади поверхности кожи

1.5-2.4 м²

Средняя суммарная (100%) площадь поверхности кожи

1.8 м²

Средняя доля поверхности каждой ноги в суммарной площади поверхности кожи

18%

Средняя доля поверхности каждой руки в суммарной площади поверхности кожи

Средняя доля поверхности головы в суммарной площади поверхности кожи

Средняя доля поверхности туловища в суммарной площади поверхности кожи

37%

ру, но опора требуется и для головы. В отсутствие

Любого человека можно рассматривать как

опоры ее наклоны из-за расслабления мышц шеи

термодинамическую систему, которая получает

будут постоянно прерывать сон. Поэтому человек

энергию из продуктов питания, выполняет раз-

спит лежа, когда размер опоры определяется су-

ную механическую работу и выделяет тепло во

щественной частью поверхности тела, соприка-

внешнюю среду. Если обратиться к первому зако-

сающегося с постелью. Величины поверхностей

ну термодинамики, то для поверхности кожи че-

частей тела взрослого человека представлены в

ловека можно записать тепловой баланс в стан-

табл. 2.

дартной форме [19]:

Если температура окружающей среды выходит

M - W_min = h_CR(Т₀ -Т_а) + h_Е(e₀ - e_a)/g - R_ni, (1)

из зоны комфорта температуры тела, например,

не превышает 20°С, то человек, раздеваясь, ло-

где M - величина получаемой энергии с пищей,

жится, по сравнению с температурой своего тела,

Wmin^{- величина расхода энергии за счет механи-}

в холодную постель. Температура постели в силу

ческой работы организма, h_CR - объединенный

термодинамического равновесия со средой равна

коэффициент передачи потери температуры от

температуре в комнате, например, 20°С. Чтобы

тела путем конвекции воздуха и теплового излу-

согреться под одеялом, он автоматически прини-

чения, Т₀ - температура тела, Т_а - температура

мает позу «эмбриона», при которой поверхность

воздуха, h_Е - коэффициент потеря энергии телом

его тела, контактирующая с внешней средой, ми-

нимальна (рис. 4а).

за счет испарения воды (пота), e₀ - среднее давле-

- давление пара

ние пара на поверхности кожи, e_a

По мере нагрева воздуха под одеялом спящий

во внешней среде, g - психрометрический ко-

человек через несколько часов автоматически

эффициент, необходимый для того, чтобы раз-

принимает другую позу. Если он предпочитает

мерности для h_Е и h_CR были одинаковые, т.е.

спать на животе, то это будет, например, поза

«креста» (рис. 4б). Приращение поверхности кон-

[Вт·м^-2(°С)^-1] [20], R_ni - радиационная энергия,

такта с постелью при переходе от позы «эмбрио-

которую поверхность тела поглотила дополни-

на» к позе «креста» у разных людей в зависимости

тельно к энергии, излученной воздухом при опре-

от длины рук и ног может доходить до 55-57%.

деленной температуре, например, при засветке

Рис. 4. Вид сверху на позу спящего человека: (а) - поза «эмбриона», (б) - поза «креста». Одеяло на рисунке не

показано.

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1094

ИВАНИЦКИЙ

Таблица 3. Частота и форма ритмов электроэнцефалограммы человека и их отнесение к состояниям

«бодрствование → сон»

Наименование биоритмов

Форма ритмов

Состояния мозга, отражаемые ритмом

мозговых структур

(колебаний/с)

D(дельта)-волны

При бодрствовании до 15% таких

0.5-3.5 Гц

ритмов, также они имеются в фазе

40-300 мкВ

медленного сна.

Q(тета)-волны

Естественный сон и начальная стадия

4-7 Гц

фазы медленного сна

40-300 мкВ

А(альфа)-волны

8-13 Гц

Бодрствование в состоянии покоя

50-100 мкВ

Бодрствование в состоянии тревожности

В(бета)-волны

при активной работе мозга, а также во

13-30 Гц

сне на границе перехода от быстрого сна

5-20 мкВ

к медленному сну: при А→В, когда

возникают сновидения

Примечание. В(бета)-волна по частоте больше D(дельта)-волны в 13-28 раз, а по амплитуде — меньше в 8-15 раз, что

связано с ускоренным перебором паттернов памяти во сне с небольшой затратой энергии при поиске решений задач,

которые возникают в состоянии бодрствования.

части тела светом, Солнцем в утренние часы ле-

помнил мозг ранее в состоянии бодрствования.

том [21].

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) отражает ритм

этого перебора [12].

Короче, ложась вечером в холодную постель,

человек автоматически принимает позу «эмбрио-

На вопрос, почему это происходит, ответ про-

на» и лежит неподвижно, пытаясь согреться. Бли-

стой. За счет понижения во сне активности мы-

же к утру, в 3-6 часов, он также автоматически,

шечных структур тела происходит уменьшение

бессознательно, начинает ворочаться, сбрасы-

затрат энергии на подвижность организма, что

вать одеяло, оголяя части тела, чтобы избежать

приводит к перераспределению энергии в пользу

перегрева и достичь комфортных для себя усло-

мозга [22, 23]. По изменению ритмов ЭЭГ было

вий дальнейшего сна.

замечено, что сон представляет собой чередова-

ние двух фаз - медленного и быстрого сна. Еще в

первой половине ХХ века была создана класси-

КАК МЕНЯЮТСЯ ФАЗЫ СНА?

фикация ритмов ЭЭГ человека и найдена корре-

ляция ритмов ЭЭГ с разными стадиями бодрство-

Когда мы бодрствуем, происходит активное

вания и сна [24] (табл. 3).

взаимодействие между одновременно активиру-

ющимися нейронными группами рецепторов.

Анализ ЭЭГ демонстрирует взаимодействие

При этом связи между ними усиливаются. Спя-

нейронных кластеров. У здорового человека сон

щий мозг перебирает и комбинирует образы, ко-

начинается с первой стадии медленного сна

торые содержатся в его памяти. Эти образы есть

(Non-REM-sleep), т.е. сна без сновидений. По-

отображение существенных и несущественных

следовательность смены стадий и их длитель-

образов внешней среды, которые воспринял и за-

ность в физиологии обычно отображают графи-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1095

Рис. 5. Пример усредненной гипнограммы повторяющихся временных циклов фаз сна человека: медленный

(красный) сон и быстрый (голубой) сон. Быстрый сон — это сон со сновидениями. ЭЭГ при быстром сне напоминает

ЭЭГ бодрствования человека (бета-волны ЭЭГ), поскольку мозг активно работает [22].

чески в виде так называемой гипнограммы (диа-

КАК МЕНЯЕТСЯ ДАВЛЕНИЕ ОПОРЫ

граммы, содержащей информацию о структуре

НА ТЕЛО ЧЕЛОВЕКА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ

сна, качестве и количестве его стадий)

[22]

ПОЗЫ СНА?

(рис. 5).

В позе «эмбриона» поверхность контакта тела

В стадии медленного сна существенно пони-

непосредственно с постелью минимальна, а в по-

жена мышечная активность и имеют место срав-

зе «креста» - максимальна (рис. 4). В общем слу-

нительно постоянные и небольшие частоты ды-

чае статическое давление постели на тело p равно

хания и ритма сокращений сердца. Первый цикл

пределу отношения нормальной составляющей

медленного и быстрого сна имеет длительность

силы F_n к площади опоры s, на которую действует

порядка одного-трех часов. Затем циклы повто-

сила:

ряются. При этом уменьшается доля медленного

сна и постепенно нарастает доля быстрого сна

(REM-sleep), т.е. сна со сновидениями. В среднем

(2)

при полноценном здоровом сне отмечают поряд-

ка двух-пяти повторов двух фаз цикла.

При горизонтальном расположении постели

Во время быстрого сна в мозгу человека нейро-

нормальной составляющей силы является вес

ны продолжают работать, под закрытыми веками

спящего человека G:

регистрируются движения глазных яблок. В фазе

быстрого сна нейроны взаимодействуют почти

G = mg,

(3)

также активно, как в состоянии бодрствования,

где m - масса человека, g - ускорение свободного

хотя зрительные рецепторы под закрытыми века-

падения. Подставим выражение (3) в выражение (2),

ми отключены от внешней среды, мышечные си-

получим величину статического давления:

стемы тела практически обездвижены. В этой фа-

зе сна телу трудно проявлять активность движе-

ния. Перед началом быстрой фазы сна мышечная

активность возрастает, что позволяет человеку

(4)

неосознанно менять позу тела.

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1096

ИВАНИЦКИЙ

Рис. 6. Изменение поверхности тела, опирающейся на поверхность постели при разных позах сна: (а) - переход от

позы «эмбриона» к позе «креста», (б) - этот переход может увеличить поверхность контакта с постелью до 55-57%.

Очевидно, что может быть большое разнообразие поз, которые принимают спящие. На рис. (в) приведены лишь

некоторые из них. Все они укладываются в указанный диапазон изменения статического давления на тело, если

человек не страдает ожирением.

Из выражения (4) видно, что при увеличении

статического давления составляет от

1.36 до

площади опоры s, например, на 43% при переходе

0.78 н/м².^.В этомдиапазоне находятся все позы

от позы «эмбриона» к позе «креста», статическое

сна (рис. 6).

давление уменьшается. Примем массу человека

Примечание: тот же самый результат умень-

70 кг, поверхность его тела в среднем 1.8 м². В по-

шения давления можно получить, если умень-

зе «креста» половина (или более) поверхности те-

шать ускорение g, например, приложив к системе

ла человека контактирует с поверхностью посте-

всего организма ускорение а, направленное про-

ли, примем s = 0.9 м². При этом поверхность тела,

тив вектора ускорения свободного падания, т.е.:

контактирующая с постелью в позе «эмбриона»,

m(g

будет равна 0.513 м². Подставим эти значения в

(5)

выражение (4), получим: диапазон изменения

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1097

Рис. 7. Переходные режимы давлений и их характерные времена при последовательной смене поз спящим человеком.

Синим цветом отмечены интервалы, соответствующие стационарным позам, красным цветом - интервалы, в которых

с помощью мышечных усилий осуществляются повороты и смещения тела человека, меняющего позу. Если при смене

позы изменение давление превысит порог возбуждения, регистрируемый тактильными (барометрическими)

рецепторами кожи, то в затылочной области мозга, куда придет сигнал, начнется процесс распространения

возбуждения по нейронным сетям.

Если ускорение а взять со знаком минус (т.е.

мы описываем изменение статического давления

торможение) и сделать его равным g, то давление

путем изменения поверхности контакта, во вто-

на опору будет равным нулю, т.е. тело станет не-

ром случае мы описываем динамическое измене-

весомым. В реальности в состоянии бодрствова-

ние давления, компенсируя силу гравитации. Во

ния на этом принципе основаны некоторые ат-

сне в неизменной позе давление - статическое,

тракционы, например,

«американские горки»

при изменении позы во время поворотов тела оно

или «летающие люди в аэродинамической трубе».

становится динамическим.

Возможно создание невесомости в самолете, ко-

торый движется по параболе. Когда самолет пи-

КАКОВА ВО СНЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ

кирует вниз, то на 30-40 секунд в его салоне у

СЮЖЕТОВ СНОВИДЕНИЯ?

пассажиров возникает невесомость, поскольку

a = g. Такие полеты используются при трениров-

При смене позы «эмбриона», например, на по-

ках космонавтов. Левитация¹во сне человека не-

зу «креста» центр тяжести человека описывает

возможна, поскольку она возникает лишь при на-

траекторию, определяемую поворотами тела. На

личии внешней силы, компенсирующей вес.

рис. 7 показаны продолжительности переходных

Отличие потери веса, описываемой выраже-

режимов t и изменения давления p при переходе

из одной позы в другую позу. Если поза длитель-

ниями (4) и (5), состоит в том, что в первом случае

ное время не меняется, то происходит адаптация

¹ Левитация (от лат. levitas — «легкость, легковесность») —

организма к позе. Мозг человека перестает реаги-

преодоление гравитации, при котором субъект или объект

ровать на статическое давление.

летает в пространстве, не касаясь поверхности твeрдой или

жидкой опоры. Левитация у людей как во сне, так и наяву

При смене позы ситуация меняется. Движу-

невозможна. Демонстрация левитации человека в XVIII и в

щей силой человека при изменении положения

XIX веках в цирках - это один из фокусов, основанный на

иллюзии, когда от зрителей маскируются веревки,

его тела является мышечная ткань. Для мужчин

компенсирующие вес тела человека.

нормальное значение мышечной массы - около

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1098

ИВАНИЦКИЙ

45% от всей массы тела, для женщин - около 35%

S - площадь поперечного сечения укорачиваю-

щихся мышц), х - длина пути смещения центра

[25]. 2

тяжести. Если, человек спит на досках без матра-

Чтобы осуществить смену позы, часто необхо-

са, то трение будет близким к сухому трению. Ес-

димо повернуть тело на угол, равный в радианах

ли он спит на мягкой постели, то трение близко к

π/2, а иногда требуется сделать и более суще-

вязкому трению.

ственный поворот - на 2π/3. На повороты требу-

Важно отметить, что для вращения верхней ча-

ется затратить дополнительную энергию - сокра-

сти массы тела задействованы в основном мыш-

щение мышц. При этом в мышцах используется

цы рук, а нижней части — мышцы ног. По высоте

энергия гидролиза АТФ. На анизометрическое

спинного мозга и в моторных их представитель-

сокращение, когда некоторые мышцы удлиняют-

ствах в коре головного мозга местоположения

ся, а другие сокращаются при повороте тела, тре-

управлениями конечностями (руками и ногами)

буется наряду с энергией и затрата времени. При

различаются. Поэтому условно туловище можно

одиночном сокращении у медленных мышц вре-

разделить на две отличающихся характером дви-

мя укорочения лежит в диапазоне 40-50 мс, а у

жения части - верхнюю и нижнюю, и рассмот-

быстрых - в диапазоне 2.5-10 мс. На простую

реть их движение отдельно. Однако для человека

двигательную реакцию у молодого человека за-

(в отличие, например, от кошки) такое разделе-

трачивается порядка 150-200 мс. Чем большую

ние теряет смысл [6]. При смене позы руки и ноги

массу требуется повернуть, тем больше затраты

задействованы одновременно. Показателем эф-

времени. В результате динамический переход мо-

фективности движения является количество мы-

жет занять время не менее 2-8 с.

шечной массы. Как уже отмечалось, для мужчин

Что касается зрения, то анализатор сетчатки

она составляет около 45% от всей массы тела m,

глаза может распознавать движение в картинах

для женщин - около 35%, т.е. коэффициент α на-

сюжета за время смены четырех-пяти картин. На-

ходится в диапазоне от 0.35 до 0.45.

пример, частота смены кадров, принятых в совре-

При этом сила трения равна:

менном кинематографе, в телевидении и в ком-

пьютерной анимации равна 24 кадра в секунду

F_тр = -μv = -μx′,

(7)

или 0.042 Гц, т.е. кадр занимает время 42 мс. Сле-

где μ - коэффициент трения, x′ - производная

довательно, времени 170-210 мс достаточно для

пути по времени, т.е. скорость v. Уравнение силы

восприятия сюжета как в состоянии бодрствова-

сокращения мышц будет выглядеть следующим

ния, так, по-видимому, и в сновидениях. Отсюда

образом:

имеем, что за 2-8 с в сновидениях можно увидеть

более 12 смен картин с разными сюжетами. Коро-

F = -kx,

(8)

че, сновидение может продолжаться недолго, а

где k - коэффициент сокращения мышц, х - сум-

наше субъективное восприятие создает иллюзию

марная длина смещения центра тяжести тела при

его большой продолжительности.

укорочении мышцы. При этом уравнение движе-

ния примет вид:

КАК ДИНАМИКА СМЕНЫ ПОЗ

αmx′′ = -μx′ - kx,

(9)

ПРОВОЦИРУЕТ ВО СНЕ ИЛЛЮЗИЮ

где αm - задействованная для поворота мышеч-

ПОЛЕТА?

ная масса. Разделив левую и правую часть на αm и

Время вращения τ при смене поз зависит от

произведя замену переменных:

шести параметров:

0,рук

и 2β

рук

(10)

τ = f(m,F_тр,α,μ,k,x),

(6)

αm

получим уравнение для движения центра тяжести

где m -масса тела, F_тр - сила вязкого трения, α -

тела под действием сокращения мышц тела с вяз-

коэффициент, определяющий величину мышеч-

ким трением:

ной массы рук и ног в общей массе тела m, μ - ко-

эффициент вязкого трения, k - коэффициент со-

x"+2βx'+ω

(11)

кращения мышц рук (k = ЕS, E - модуль Юнга,

Его решение с произвольными начальными

² Для мышечной массы имеется два понятия: первое - просто

условиями известно [26]. Это - экспоненциально

мышечная масса тела (Lean Body Mass), второе - масса ске-

летных мышц (Skeletal Muscle Mass). Первое - это искус-

затухающие колебания (рис. 8):

ственное наращивание мышц с целью формирования «кра-

сивой» конструкции тела. Так, весьма распространенное яв-

-βt

xt)

cos(

ωt+ϕ)

(12)

ление в ХХ веке, получившее название Bodybuilding, - вид

спорта, включающий интенсивные физические упражнения,

с частотой

направленные на увеличение мышц тела. Второе - необходи-

мая и достаточная для жизни мышечная масса, позволяющая

эффективно осуществлять разные типы движения.

ω = ω -β₁₀22.

(13)

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1099

Рис. 8. Колебания тела, возникающие в переходном режиме при изменении позы.

Значения x и ϕ определяются из начальных

Важно также отметить, что зрение связано с

условий:

циркадными ритмами человека. Еще в последней

четверти ХХ века был обнаружен ген на одном

x(0) = x₀ и dx/dt (0) = ϕ₀.

(14)

участке Х-хромосомы у мушки дрозофилы, кото-

рый получил название Period или сокращенно Per

Из выражений (12) и (13) видно что, чем боль-

[8]. Все отклонения мушек от правильного цир-

ше коэффициент вязкого трения b, тем быстрее

кадного поведения были обусловлены различны-

затухают колебания. Кроме того, чем больше β,

ми дефектами этого гена. Это был первый в мире

тем меньше частота ω свободных затухающих ко-

часовой ген, который стал известен биологам.

лебаний. Лежа на досках, менять позы легче, а

После его клонирования удалось синтезировать

спать сложнее из-за сильного давления опоры.

белковую молекулу, за производство которой от-

Если величина β = ω₀, то колебания исчезают. Та-

вечает этот ген. Белок был назван, как и ген, PER

кое затухание движения будет апериодическим,

(пишется заглавными буквами). Дальнейшие ис-

т.е. без колебаний.

следования показали, что ген Per активен в основ-

ном в зрительных клетках дрозофилы, что неуди-

В связи с наличием колебания при смене позы

вительно. Он пульсирует в суточном ритме. Пик

в моторную зону коры мозга по проводящим пу-

его активности приходится на вечернее время, на

тям пойдет, хотя и слабый, но продолжительный

6 часов раньше, чем синтез белковой молекулы

сигнал длительностью до 8 с, который может пре-

PER. На операцию по цепи:

высить порог возбуждение нейронной сети и в

быстрой фазе сна вызвать иллюзию полета.

ген Per → мРНК → рибосома →

→ синтез белка PER

(15)

КАКОВА РОЛЬ ЗРЕНИЯ И ОСЯЗАНИЯ

уходит 6 часов, поэтому максимальная концен-

В ПОЛЕТАХ ВО СНЕ?

трация белка PER регистрируется поздней но-

чью.

Очевидно, что зрение играет особую роль в

распознавании образов [27]. Другая из основных

Теперь несколько слов об осязании. Нервные

функций зрительной нейронной сети коры мозга

окончания, воспринимающие прикосновения,

в состоянии бодрствования наряду с вестибуляр-

рассеяны по всей поверхности нашего тела. Ося-

ным аппаратом есть ориентационная избиратель-

зание — это пример общего (интегрального типа)

ность наблюдаемых сюжетов (верх - низ, право -

ощущения. Их показатели позволяют различать

лево, ближе - дальше, наклоны) [28]. Большую

лишь динамику прикосновения, т.е. изменение

часть информации из внешней среды наш мозг

давления во времени. В XXI веке удалось уточ-

получает через зрительный канал. Зрение участ-

нить и составить карту областей мозга, участвую-

вует также в обработке информации, получаемой

щих в хранении тактильных воспоминаний. Было

по другим каналам рецепции. Оно распознает ис-

показано, что в обработке и запоминании так-

точник этой информации. Короче, зрение основ-

тильной информации задействована первичная

ной переносчик информации у человека, не слу-

соматосенсорная кора головного мозга. [29]. Кро-

чайно в нашем языке есть такое понятие, как ми-

ме того, ранее удалось выяснить, что хранилище

ровоззрение. (Для собак, например, следовало бы

тактильной памяти находится вблизи с хранили-

его заменить термином мирообоняние.)

щем зрительной памяти [30]

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1100

ИВАНИЦКИЙ

Рис. 9. Взаимодействия зрительной рецепции и барометрического восприятия раздражителя в состоянии дневной

активности и в состоянии быстрого сна: (а) - схема взаимодействия, (б) - смена картин в процессе сновидения при

виртуальном полете.

Что произойдет, если у человека все рецептор-

са тела, иначе говоря, полет. Фигурально выража-

ные системы отключить от внешней среды, вклю-

ясь, во сне: мозг обмануть совсем не сложно, он сам

чая зрение, а оставить лишь одно тактильное вос-

обманываться рад.

приятие? В этом случае изменение давления от

Иллюзия полета длится недолго, поскольку

поверхности контакта его тела с постелью и изме-

память при давлении на кожу сохраняется при-

нение ускорения в гравитационном поле станут

мерно в течение времени до 5-8 с после прекра-

неразличимы. Причина простая. В состоянии

щения раздражения. После этой задержки ин-

бодрствования в отличие от состояния сна так-

формация о давлении на кожу становится уязви-

тильные рецепторы, взаимодействуют с другими

мой для забывания, т.е. исчезает из хранилища

рецепторными системами человека, и, прежде

тактильной кратковременной памяти.

всего, со зрением. В состоянии бодрствования

Заказчиком картин сновидения становится

наш мозг связывает всю поступившую информа-

барометрическое восприятие. Источник картин -

цию от рецепторов с уже существующей инфор-

это наша ассоциативная память, наши прошлые

мацией в памяти, т.е. с виртуальной моделью

наблюдения с высоты на окружающий внешний

внешней среды, и распознает возникшую ситуа-

мир. Эти картины наряду иллюзией уменьшения

цию [12]. При этом производится оценка ситуа-

веса воспринимаются двигательными отделами

ции, а результат оценки через мозжечок и спин-

нашего мозга как эффект полета (рис. 9б).

ной мозг формирует движения тела с целью со-

хранить жизнеспособность организма. При таком

режиме обработки информации неопределен-

ОБСУЖДЕНИЕ

ность решения задачи сводится к минимуму [6].

Исходя из своего опыта, все люди, опрошен-

Во сне тактильные рецепторы кожи, т.е. баро-

ные мною, говорят, что иллюзия полетов в снови-

метрическое восприятие внешнего мира, реаги-

дениях не столь частое явление, а изменение позы

руют на сам факт уменьшения давления, а зри-

во сне как поиск комфортных условий сна проис-

тельный канал при закрытых глазах отключен от

ходит часто. Возникает сомнение, что изменение

внешней среды и не связан с каналом осязания.

позы является источником появления иллюзии

Поэтому в состоянии сна наш мозг не может рас-

полетов.

познать, за счет чего уменьшилось или увеличи-

Однако есть причины, которые позволяют

лось давление на тело. Следовательно, взаимо-

объяснить, что эти сомнения ошибочны.

действие барометрического восприятия и зрения

во сне и наяву различаются (рис. 9а). Поэтому

Напомним, что необходимым и достаточным

тактильное восприятие приводит при отключе-

условием полета во сне является возбуждение

нии зрительного канала к ошибкам, т.е. уменьше-

мозга слабым сигналом, возникающим от пово-

ние давления воспринимается как изменение ве-

рота тела. Чтобы возбуждение произошло, долж-

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

К ВОПРОСУ ОБ ИЛЛЮЗИИ ПОЛЕТОВ ВО СНЕ

1101

ны быть выполнены одновременно два условия.

ВЫВОДЫ

Порог возбуждения мозга должен быть понижен

1. Показано, что для объяснения полетов во

до такого уровня, чтобы амплитуда даже слабого

сне нет необходимости прибегать к экзотериче-

сигнала, исходящего от рецептора, например,

ским гипотезам. Иллюзия полетов происходит

рассмотренного выше рецептора барометриче-

внутри нашего мозга. Она связана с появлением

ского давления, превысила этот порог. Появле-

от рецепторов сигналов, которые превышают по-

ние сигнала и снижения порога не зависят друг от

рог возбуждения ассоциативной памяти мозга,

друга. Покажем, чем ограничено изменение каж-

содержащей сюжеты картин, наблюдаемых с вы-

догo из них.

соты.

В-первых, поясним, когда иллюзия полета

2. Иллюзию полетов во сне чаще обнаружива-

во сне невозможна. Во время сна мозг занят весь-

ют у себя люди в детском и юношеском возрасте.

ма важным для него самого делом: очисткой сво-

Однако здоровый человек нередко сохраняет

их нейронных сетей от метаболических и инфор-

возможность появления таких иллюзий до 50-

мационных «шлаков», накопившихся в состоя-

70-летнего возраста.

нии бодрствования. На быструю фазу сна

приходится именно информационная очистка.

Сюжеты снов - это побочный эффект работы

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

мозга с переработкой плохо упорядоченной ин-

Работа выполнена в рамках Государственного

формации. Главную роль в этом случае играет

задания № 075-01025-23-01.

важность решения задачи, которая возникла у че-

ловека в состоянии бодрствования. В быстрой

фазе сна он не только работает с памятью, но и

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

перебирает разные варианты, которые помогли

Автор заявляет об отсутствии конфликта инте-

бы решить задачу, и нередко находит решение.

ресов.

Неслучайно говорят, что утро вечера мудренее

[12].

Когда мозг во сне активно занят работой, то

СОБЛЮДЕНИЕ ЭТИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ

пороги его возбуждения для слабых внешних сиг-

Настоящая работа не содержит описания ка-

налов достаточно высоки. Следовательно, сла-

ких-либо исследований с использованием людей

бый сигнал от изменения позы не может оторвать

и животных в качестве объектов.

его от этой важной для него работы. Это ограни-

чивает частое возникновение полетов во сне.

Во-вторых, поясним, когда иллюзия полета во

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

сне возможна. Низкий порог возбуждения спя-

1. A. A. Powell, The Astral Body and other Astral Phenom-

щему мозгу свойственен, когда он свободен от

ena (The Theosophical House, Lond., 1927).

проблем. Поэтому у счастливых людей, особенно

2. S. Freud, Die Traumdeutung (Franz Deuticke, Leipzig

в детском и юношеском возрасте, явление поле-

und Wien, 1900).

тов во сне наблюдается чаще.

3. Альфред Адлер. Большая советская энциклопедия (в

В-третьих, ответим на вопрос: почему люди са-

30 т.) (под ред. А. М. Прохорова), 3-е изд. (Совет-

ми преуменьшают количество своих полетов во

ская энциклопедия, М., 1969).

сне? Допустим, что сон длится 9 часов. Из них

4. Юнг Карл Густав. Большая советская энциклопедия

быстрая фаза сна со сновидениями возникает три

(в 30 т.) (под ред. А.М. Прохорова). 3-е изд. М.: Со-

раза по одному часу. Хотя сны имеют место в каж-

ветская энциклопедия (1969).

дой фазе быстрого сна, человек запоминает лишь

5. V. S. Ramachandran, The tell-tale Brain. A Neuroscien-

сюжет последнего сна перед пробуждением. Два

tist’s Quest for What Makes Us Human (W.W. Norton &

других сюжета он не помнит, даже если сюжеты

Company, New York, London, 2011).

полетов были во всех трех фазах быстрого сна.

6. G. R. Ivanitskii, Phys. Usp., 60, 705 (2017). DOI:

В-четвертых, не всякое изменение позы может

10.3367/UFNe.2016.08.037871

сформировать сигнал, который может превзойти

7. А.Т. Уинфри, Время по биологическим часам (Мир,

даже низкий порог возбуждения мозга. Если позу

М., 1990).

менять очень медленно, то это равносильно вы-

сокой вязкости в системе. В таком варианте изме-

8. The 2017 Nobel Prize in Physiology or Medicine - Press

release -NobelPrize.org.

нения позы возникновение колебаний вообще

невозможно. Этим объясняется то, что в старче-

9. Ch. A. Czeisler, J. F. Duffy, Th. L. Shanaban, et al.,

ском возрасте, при ослаблении мышц рук и ног,

Science, 284 (5423), 2177 (1999).

поворот в кровати становится проблемой. Следо-

10. П. Линдсей и Д. Норман, в кн. Психология памяти,

вательно, иллюзия полетов во сне уже невоз-

под ред. Ю. Б. Гиппенрейтер и В. Я. Романова, 3-е

можна.

изд., перераб. и доп. (АСТ:Астрель, М., 2008).

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023

1102

ИВАНИЦКИЙ

11.

В. М. Ковальзон, Основы сомнологии: физиология и

20. A. P. Gagge, In Physiological and Behavioural Tempera-

нейрохимия цикла «бодрствование-сон» (Бином,

ture Regulation, ed. by J. D. Hardy, et al. (Thomas,

М., 2012).

Springfield, 1970).

12.

G. R. Ivanitskii and A. A. Morozov, Phys. Usp., 63,

21. G. R. Ivanitskii, Phys. Usp. 49, 1263 (2006). DOI:

1092 (2020). DOI: 10.3367/UFNe.2020.06.038791

10.1070/PU2006v049n12ABEH006163

13.

Ph. A. Mackowiak, S. S. Wasserman, and M. M. Le-

22. D. Bushey, G. Tononi, and C. Cirelli, Science, 332,

vine, J Am. Med. Assoc., 268 (12), 1578 (1992). DOI:

1576 (2011). DOI: 10.1126/science.1202839

10.1001/jama.1992.03490120092034

23. S. Diekelmann and J. Born, Nature Rev. Neurosci., 11

14.

N. Kleitman, Sleep and Wakefulness (University of Chi-

(2), 114 (2010). DOI: 10.1038/nrn2762

cago Press, Chicago, 1936).

24. W. G. Walter, The living brain (Pelican Books, Lond.,

15.

Biological Rhythms, Ed. by J. Aschoff (Plenum Press,

1963).

New York, London, 1981).

25. C. Damiano, D. De Santis, F. Rivosecchi, et al.,

16.

Температура тела, в кн. Популярная медицинская

BioMed Res. Int.,

8521893

(2018).

DOI:

энциклопедия, под ред. Б. В. Петровского (Совет-

10.1155/2018/8521893

ская энциклопедия, М., 1980), с. 601.

26. А. А. Андронов, А. А. Витт и С. Э. Хайкин, Теория

17.

Ch. Moro, What position should I sleep in, and is there a

колебаний (Наука, М., 1981).

‘right’ way to sleep?, https://modernsciences.org/what-

27. М. М. Бонгард, Проблема узнавания (Физматгиз,

position-should-i-sleep-in-and-is-there-a-right-way-

М., 1967).

to-sleep.

18.

В. С. Гурфинкель, Я. М. Коц и М. Л. Шик, Регуляция

28. Д. Хьюбел, Глаз, мозг, зрение (Мир, М., 1990).

позы человека (Наука, М., 1965).

29. J. A. Harris, C. Miniussi, I. M. Harris, and M. E. Dia-

19.

J. L. Monteith, In Heat Loss from Animals and Man, ed.

mond, J. Neurosci., 22 (19) 8720 (2002).

by J. L. Monteith and L. E. Mount (Butterworths, Lon-

30. G. Sperling, Psychol. Monogr., general and applied,

don, 1974).

74, 1 (1960).

On Illusion of Flying Dreams. The Mechanism of Their Occurrence

G.R. Ivanitskii*

*Institute of Theoretical and Experimental Biophysics, Russian Academy of Sciences,

Institutskaya ul. 3, Pushchino, Moscow Region, 142290 Russia

It is shown that there is no need to resort to exoteric hypotheses to explain flying in a dream. From a biophys-

ical point of view, the phenomenon of "flying in a dream" is based on the already studied adaptive mecha-

nisms and daily rhythms of the human body. During sleep, the brain's arousal thresholds are lowered, making

it easier to arouse the brain with weak signals. This study considers one of the mechanisms of such excitation

with a change in body position, which is perceived by the brain in the rapid eye movement sleep phase as a

decrease in body weight, which, under certain conditions, can cause the illusion of flying in the brain.

Keywords: self-organizing stability of biosystems far from equilibrium, circadian rhythms in the body, alternation

of sleep phases with and without dreams, lowering of brain excitation thresholds at night

БИОФИЗИКА том 68

№ 5

2023